RS485管式土壤墑情監(jiān)測儀

RS485管式土壤墑情監(jiān)測儀

1.產(chǎn)品簡介

1.1產(chǎn)品概述

土壤墑情監(jiān)測儀是一款以介電常數(shù)原理為基礎(chǔ)的傳感器。能夠針對不同層次的土壤水分含量以及溫度狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)觀測，此檢測儀可檢測3層土壤溫濕度狀態(tài)，上限可檢測5層土壤溫濕度狀態(tài)，可快速、全面的了解集土壤墑情信息，科學(xué)地制定抗旱調(diào)度方案，為正確指揮抗旱救災(zāi)提供決策支持，較大限度地減輕災(zāi)害損失。產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU485通信，上限可通信2000米，支持二次開發(fā)。

產(chǎn)品外殼采用PVC塑料管，可良好的穿透近1G赫茲的高頻探測波，不會受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農(nóng)業(yè)活動不會影響測量結(jié)果，并起到對電路進(jìn)行良好的保護(hù)作用。

產(chǎn)品適用于需檢測土壤墑情與旱情信息，或需要實時檢測氣象、水雨情、墑情、農(nóng)情、水利工程蓄水引水等場所。

1.2產(chǎn)品特點產(chǎn)品外殼采用PVC塑料管，內(nèi)部發(fā)射近1G赫茲的高頻探測波，可以穿透塑料管，有效感知土壤環(huán)境。不受土壤中鹽離子的影響，化肥、灌溉等農(nóng)業(yè)活動不會影響測量結(jié)果，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。傳感器的電極沒有直接與土壤接觸，避免電力對土壤及土壤中的植物的干擾。產(chǎn)品采用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus-RTU485通信模式，通信2000米。支持10-30V寬電壓充電。1.3技術(shù)參數(shù)

工作溫度	-40℃-80℃
測量范圍	土壤濕度	0～%
	土壤溫度	-30℃～60℃
測量精度	土壤濕度	±5%
	土壤溫度	±0.5℃（25℃）
測點間距	10cm
供電方式	10-30V寬直流供電
外殼使用材料	PVC塑料管
防護(hù)等級	IP68
輸出信號	RS485（Modbus協(xié)議）
功耗	三層		0.7W
	五層		0.96W

1.4產(chǎn)品選型

RS-					公司代號
	5S				檢測5層土壤濕度
	3S				檢測3層土壤濕度
	3W3S				檢測3層土壤溫濕度
	5W5S				檢測5層土壤溫濕度
		N01-			標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU485通信
			TR-3		管式土壤墑情監(jiān)測儀

2.設(shè)備安裝說明

2.1設(shè)備尺寸與檢測高度

產(chǎn)品采用分層設(shè)點的觀測結(jié)構(gòu)，地面配置一個溫度觀測點，地下土壤每隔10cm配置一個土壤溫濕測點，觀測相對應(yīng)范圍內(nèi)的土壤溫濕度。如下圖所示：



2.2設(shè)備安裝前檢查

設(shè)備清單：

管式土壤墑情監(jiān)測儀一臺

合格證、保修卡等一份

USB轉(zhuǎn)485一臺（選配）

太陽能充電板（選配）

土鉆（選配）

自行準(zhǔn)備清單

水、水桶、手套（按照個人需求選擇）

2.2.1安裝位置選擇在作物播種后進(jìn)行設(shè)備安裝；安裝位置需要地勢平坦；全面灌溉條件下，優(yōu)先選擇獲水較少區(qū)域作為監(jiān)測位置；局部灌溉條件下，選擇濕潤區(qū)域內(nèi)作為監(jiān)測位置；選取作物長勢均衡并可代表絕大多數(shù)作物長勢的位置；了解被監(jiān)測作物的根系分布，一般選擇離作物吸水根系較近的位置。

注意：設(shè)備安裝地點應(yīng)選擇地勢相對較高處，防止雨水倒灌進(jìn)設(shè)備內(nèi)部從而引起設(shè)備短路或線路故障。

2.3安裝方式

一步：使用土鉆在合適的位置打孔

1.將土鉆豎直于地面，雙手緊握手柄順時針下壓慢速轉(zhuǎn)動。（注意：不要太用力，務(wù)必慢速多轉(zhuǎn)幾圈，防止鉆頭跑偏至孔洞打歪）

2. 將取土鉆從孔洞中取出，放入桶中將土鉆中的土收集到桶中用以下一步和泥漿。（注意：因為鉆土因為雜質(zhì)過多故不做收集）

3. 反復(fù)持續(xù)上述打孔、取土，并在此過程中嘗試性地將傳感器輕放入孔洞中（請勿將設(shè)備用力觸底），以測試孔洞的深度是否合適；若有卡頓，則使用土鉆修正，保證傳感器放入、取出都比較順暢；直到孔深與傳感器所標(biāo)識的安裝位置齊平，打孔完成。



第二步：制作泥漿

1.挑出土鉆取出的土壤中的雜質(zhì)，石子、草根、不容易溶解的土塊等。將土壤搓細(xì)，以便和泥漿。

2.倒入適量水，充分?jǐn)嚢柚琳吵頎?；壤土泥漿一般不能稠于“芝麻醬”狀；和泥漿完成。



第三步：灌漿安裝

1. 將泥漿緩慢倒入孔洞，大概到孔洞1/2的位置；可根據(jù)實際情況酌情增減。

2. 將傳感器慢慢放入孔洞中，向一個方向慢慢轉(zhuǎn)動并下壓，速度過快可能會導(dǎo)致氣泡不能被*排出。（注意：再轉(zhuǎn)動下壓的過程中不可以上拔傳感器，防止氣體再次吸入孔中）

3.當(dāng)傳感器安裝到正確的深度后，設(shè)備周圍會溢出一些泥漿，灌漿完成; 此時傳感器安裝深度與洞口齊平。（注意：將傳感器周圍3CM以外多余的泥漿清除，防止結(jié)塊影響水分下滲）



第四步：安裝完成

將設(shè)備接好電源線和485通信線上電后，設(shè)備會發(fā)出一聲滴的聲音后即設(shè)備開機(jī)，即可正常工作。建議在泥漿恢復(fù)正常狀態(tài)后再進(jìn)行正常工作。

其他注意事項：

砂土安裝要點

砂土安裝與壤土標(biāo)準(zhǔn)安裝步驟無異，需要注意的是需準(zhǔn)備足量的水，不少于5L；在灌漿之前，先把水倒入孔洞中，淋濕整個洞壁，直到孔洞底部有多余的水出現(xiàn)為止。然后按照步驟，將泥漿慢慢倒入孔洞中，大概大概到孔洞1/2的位置。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。

黏土安裝要點

黏土的安裝在打孔收集土壤完畢之后，清理雜質(zhì)后，將黏土在水中浸泡大于4小時，使黏土軟化，便于活成比較均勻的泥漿。浸泡完成后攪拌成粘稠狀，灌漿即可。其余安裝步驟參照壤土的安裝即可。



2.3產(chǎn)品接線說明

電源及485信號

寬電壓電源輸入10~30V均可。485信號線接線時注意AB兩條線不能接反，總線上多臺設(shè)備間地址不能沖突。

	線色	說明
電 源	棕色	電源正（10~30V DC）
	黑色	電源負(fù)
通 信	綠色	485-A
	藍(lán)色	485-B

3. 配置軟件安裝及使用 3.1 軟件選擇

打開資料包，選擇“調(diào)試軟件”---“485參數(shù)配置軟件”，找到



打開即可。注意：在使用該配置軟件更改地址和波特率的時候只能接一臺設(shè)備。

3.2 參數(shù)設(shè)置

①、選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設(shè)備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動名稱。



②、單獨(dú)只接一臺設(shè)備并上電，點擊軟件的測試波特率，軟件會測試出當(dāng)前設(shè)備的波特率以及地址，默認(rèn)波特率為4800bit/s,默認(rèn)地址為0x01。

③、根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時可查詢設(shè)備的當(dāng)前功能狀態(tài)。

④、如果測試不成功，請重新檢查設(shè)備接線及485驅(qū)動安裝情況。



4. 通信協(xié)議4.1 通訊基本參數(shù)

編 碼	8位二進(jìn)制
數(shù)據(jù)位	8位
奇偶校驗位	無
停止位	1位
錯誤校驗	CRC（冗余循環(huán)碼）
波特率	2400bit/s、4800bit/s、9600 bit/s可設(shè)，出廠默認(rèn)為4800bit/s

4.2 數(shù)據(jù)幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：

初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼 = 1 字節(jié)

功能碼 = 1 字節(jié)

數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)

錯誤校驗 = 16 位CRC 碼

結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼：為變送器的地址（出廠默認(rèn)0x01）。

功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示，本變送器用到功能碼0x03（讀取寄存器數(shù)據(jù)）、0x06（寫入寄存器數(shù)據(jù)）。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！

CRC碼：二字節(jié)的校驗碼。

主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu)：

地址碼	功能碼	寄存器起始地址	寄存器長度	校驗碼低位	校驗碼高位
1字節(jié)	1字節(jié)	2字節(jié)	2字節(jié)	1字節(jié)	1字節(jié)

從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：

地址碼	功能碼	有效字節(jié)數(shù)	數(shù)據(jù)一區(qū)	第二數(shù)據(jù)區(qū)	第N數(shù)據(jù)區(qū)	校驗碼
1字節(jié)	1字節(jié)	1字節(jié)	2字節(jié)	2字節(jié)	2字節(jié)	2字節(jié)

4.3 寄存器地址

寄存器地址	PLC或組態(tài)地址	內(nèi)容	功能碼 （16進(jìn)制）
0000 H	40001	一層土壤濕度（實際值的10倍）	03/04
0001 H	40002	一層土壤溫度（實際值的10倍）	03/04
0002 H	40003	第二層土壤濕度（實際值的10倍）	03/04
0003 H	40004	第二層土壤溫度（實際值的10倍）	03/04
0004H	40005	第三層土壤濕度（實際值的10倍）	03/04
0005 H	40006	第三層土壤溫度（實際值的10倍）	03/04
0006 H	40007	第四層土壤濕度（實際值的10倍）	03/04
0007 H	40008	第四層土壤溫度（實際值的10倍）	03/04
0008 H	40009	第五層土壤濕度（實際值的10倍）	03/04
0009 H	40010	第五層土壤溫度（實際值的10倍）	03/04
07D0H	42001	地址	03/06
07D1H	42002	波特率（0代表2400 1代表4800 2代表9600 bit/s）	03/06

4.4 通訊協(xié)議示例以及解釋

舉例：讀取設(shè)備地址0x01的一層土壤溫度水分值

問詢幀（16進(jìn)制）：

地址碼	功能碼	起始地址	數(shù)據(jù)長度	校驗碼低位	校驗碼高位
0x01	0x03	0x00 0x00	0x00 0x02	0xC4	0x0B

應(yīng)答幀（16進(jìn)制）：（例如讀到溫度為-10.1℃，水分為65.8%RH）

地址碼	功能碼	返回有效字節(jié)數(shù)	水分值	溫度值	校驗碼低位	校驗碼高位
0x01	0x03	0x04	0x02 0x92	0xFF 0x9B	0x5A	0x3D

溫度計算：

當(dāng)溫度低于 0 ℃ 時溫度數(shù)據(jù)以補(bǔ)碼的形式上傳。

溫度：FF9B H（十六進(jìn)制）= -101 = >溫度 = -10.1℃

水分：0292 H（十六進(jìn)制） = 658 = >水分= 65.8%RH